Question

碘是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)生命科學(xué)必需微量元素．回答下列問(wèn)題：
（1）碘與氯是同族元素，它們位于元素周期表的第

 

族；HI的穩(wěn)定性比HCl

 

（填“強(qiáng)”或“弱”，下同），HI的還原性比HCl

 

．
（2）自然界中的碘有的以NaIO₃形態(tài)存在于硝石（NaNO₃）中，向硝石母液中加入NaHSO₃可以制得I₂，請(qǐng)寫(xiě)出NaIO₃溶液和NaHSO₃溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）碘還以碘化物的形態(tài)存在于海水中，被海藻類(lèi)植物吸收而富集，從海帶中提取碘的過(guò)程如圖：
步驟③的操作名稱(chēng)為

 

；
步驟④發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

；
步驟③得到的濾液中c（I^-）=0.004mol/L，取10mL濾液加入10mL Pb（NO₃）₂溶液，若要生成PbI₂沉淀，則所加Pb（NO₃）₂溶液的濃度應(yīng)大于

 

mol/L[已知K_sp（PbI₂）=9.8×10^-9]
（4）為了預(yù)防地方性甲狀腺腫和地方性克汀病等碘缺乏病，可在食鹽中加入KIO₃．KIO₃在工業(yè)上可用電解法制�。�以鉑為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，以KI和 KOH混合溶液為電解液，請(qǐng)寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式

 

；電解池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：海帶成分中碘的檢驗(yàn),氧化還原反應(yīng),碘與人體健康

專(zhuān)題：

分析：（1）元素周期表中，原子核外最外層電子數(shù)相等的元素位于同一主族；碘與氯是同主族元素；元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，但氫化物的還原性越弱；
（2）碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、碘、氫離子和水；
（3）海帶灼燒浸泡得到海帶灰懸濁液，過(guò)濾得到含碘離子的溶液，通入氧化劑MnO₂氧化碘離子為碘單質(zhì)，得到碘單質(zhì)的水溶液，加入有機(jī)苯萃取劑進(jìn)行分液萃取得到含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液，蒸餾得到晶體碘；沉淀是PbI₂，步驟③得到的濾液中c（I^-）=0.004mol/L，根據(jù)Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-）計(jì)算即可；
（4）溶液中氫離子在陰極得到電子生成氫氣，碘離子在陽(yáng)極失電子生成碘酸根離子；電解時(shí)，陰極上水電離的氫離子放電；據(jù)此書(shū)寫(xiě)電解池總反應(yīng)化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）氯原子結(jié)構(gòu)圖為，最外層7個(gè)電子，屬于第ⅦA族元素，碘與氯是同族元素，所以它們位于元素周期表的第ⅦA族，同主族元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，但氫化物的還原性越弱，F(xiàn)、Cl、Br、I屬于同主族元素，所以HI的穩(wěn)定性比HCl弱，HI的還原性比HCl強(qiáng)，
故答案為：ⅦA；弱；強(qiáng)；
（2）碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、碘、氫離子和水，離子方程式為2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O，
故答案為：2IO₃^-+5HSO₃^-=I₂+5SO₄^2-+3H⁺+H₂O（2分）
（3）分離固體和液體用過(guò)濾；步驟③過(guò)濾得到含碘離子的溶液，步驟④MnO₂為氧化劑，Mn元素化合價(jià)從+4價(jià)降低到+2價(jià)，碘離子為還原劑，碘從-1價(jià)I^-變?yōu)?價(jià)碘單質(zhì)，所以反應(yīng)為：2I^-+MnO₂+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O，根據(jù)題意，沉淀是PbI₂，步驟③得到的濾液中c（I^-）=0.004mol/L，根據(jù)Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-），則生成沉淀時(shí)，混合溶液中的Pb（NO₃）₂溶液的最小濃度為

9.8×10-9

(4×10-3)2

=6.125×10^-4（mol/L），因取10mL濾液加入10mL Pb（NO₃）₂溶液，混合前，即原Pb（NO₃）₂溶液的最小濃度為2×6.125×10^-4mol/L=1.225×10^-3mol/L．
故答案為：過(guò)濾； 2I^-+MnO₂+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O；1.225×10^-3；
（4）以鉑為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，以KI和 KOH混合溶液為電解液電解，碘離子在陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，電解池總反應(yīng)化學(xué)方程式為：KI+3H₂O

電解  .

KIO₃+3H₂↑；
故答案為：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O； KI+3H₂O

電解  .

KIO₃+3H₂↑；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了碘的有關(guān)知識(shí)，涉及原子結(jié)構(gòu)、車(chē)墊溶解平衡、碘單質(zhì)的提取、電解原理等，注意根據(jù)電極反應(yīng)式中元素化合價(jià)變化確定陰陽(yáng)極材料，再結(jié)合基本實(shí)驗(yàn)操作、物質(zhì)和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式解答，題目難度中等．